CO2分压对N80油管钢在CO2驱注井环空环境中应力腐蚀行为的影响

作者：崔怀云; 梅鹏程; 刘智勇; 卢琳^*

来源：工程科学学报, 2020, 42(09): 1182-1189.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2020.04.13.004

• N80油管钢
• 环空环境
• CO2分压
• 电化学
• 应力腐蚀

使用恒应变试样浸泡试验、表面分析技术和电化学测试技术研究了CO2分压对N80钢在模拟CO2驱注井环空环境中应力腐蚀行为的影响.研究结果表明:CO2分压对腐蚀速率的影响存在一个拐点,环境温度为25℃时拐点约为1 MPa.当CO2分压小于1 MPa时,由于腐蚀产物膜(FeCO3)成形较慢,覆盖率低,随CO2分压的增高,N80钢的自腐蚀电流密度快速增大;当CO2分压大于1 MPa时,腐蚀产物膜能以较快的速率成形,覆盖率高,CO2分压的进一步增高反会使得N80钢的腐蚀电流密度降低.CO2溶于模拟环空溶液中会使溶液pH持续下降,促使N80油管钢在环空环境下发生应力腐蚀开裂.N80钢在CO2注入井环空环境中的应力腐蚀开裂机制是阳极溶解和氢脆共同作用的混合机制.应力腐蚀裂纹在萌生阶段局部阳极溶解作用(点蚀)为主导,该作用下CO2分压为1 MPa时应力腐蚀裂纹最易萌生;在应力腐蚀裂纹生长阶段氢脆作用更强,这种作用导致CO2分压更高时应力腐蚀裂纹更容易生长,应力腐蚀敏感性进一步提高.

• 单位
  北京科技大学